
مفهوم ادوات FACTS پراکنده (D-FACTS) به تازگی به عنوان جایگزینی برای محقق ساختن عملیاتی بودن ادوات FACTS (به ویژه ادوات FACTS سری) با هزینهای پایینتر و قابلیت اطمینانی بالاتر، ارایه شده اند. این مقاله تکنیکی برای دسته بندی ادوات D-FACTS ارایه داده و مهمترین ملاحظات طراحی را که استفاده از این تجهیزات را راهنمایی و محدود میکند، مورد آزمون قرار میدهد.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: در این مقاله بخش دوم ملاحظات طراحی برای مبدلهای FACTS پراکنده با اتصال سری ارائه می شود.
طراحی ترانسفورماتور
STT احتمالا مهمترین مسایل طراحی را در سیستمهای D-FACTS سری از خود بروز میدهد. در یک خط انتقال و توزیع در حال بهره برداری تحت ولتاژ ۱۳۸ kV، پارامترهای خط در جدول ۱ نشان داده شده است.
پارامتر بحرانی برای محقق ساختن یک ماژول DSR، وزن آن میباشد. طبق بحثهای دقیق با مهندسان صنایع همگانی، ماژول با وزن ۵۰ تا ۶۵ کیلوگرم، به نظر قابل قبول میباشد. یک سیستم واقعی دارای ماژولهایی بوده که قدرت نامی هر کدام ۱۰ kVA، تزریق برای مثال ۱۴ V. با جریان ۷۵۰ A. بوده که مرتبط با ۵۰ μH به ازای هر ماژول میباشد. یک ماژول DSR در هر فاز به ازای هر مایل میتواند امپدانس خط را تقریبا ۲% تغییر دهد. تعدادی از این ماژولهای استاندارد را میتوان به منظور محقق ساختن تغییر مورد نیاز در امپدانس خط، بر روی خطوط برق نصب کرد.
عملکرد ترانسفورماتور را میتوان تحت دو شرایط عملیاتی مختلف دسته بندی کرد: حالت بای پس و حالت تزریق. در حالت بای پس، خروجی ترنسفورماتور توسط یک رله الکترو-مکانیکی اتصال کوتاه میشود تا MMF خط از بین رفته و اندوکتانس نشتی STT را به خط تزریق کند. اندوکتانس نشتی بسیار کوچک (تقریبا ۱-۲ میکرئ هانری یا ۲ تا ۴ درصد اندوکتانس مغناطیس کنندگی) بوده و عملا تاثیری بر روی عبور جریان نمیگذارد. در حالت تزریق، رله الترومکانیکی باز شده و اندوکتانس مغناطیس کنندگی XM به خط تزریق میشود.
هسته ترانسفورماتور، تشکیل شده از دو بخشی است که میتوان به صورت فیزیکی به دور یک خط انتقال، کلمپ کرده و یک مدار مغناطیسی کامل به صورت شکل ۵ تشکیل داد. خط قدرت خود به صورت یکی از سیم پیچیهای ترانسفورماتور عمل میکند. سیم پیچی بیرونی بر روی یک هسته لوله مانند با چندین دور پیچیده میشود تا آمپرهای خط عملیاتی را به سطح پایینتر قابل تحمل برای سوییچهای تحت حالت بای پس، تبدیل کند.
جدول ۲٫ هندسه هسته به ازای اندوکتانس مغناطیس کنندگی ۵۰-μH.
تمام شار تولید شده توسط سیم پیچ ثانویه، سیم پیچ اولیه را به طور کامل لینک میکند. این ادعا زمانی درست است که نفوذ پذیری ماده مغناطیسی بسیار بیشتر از نفوذ پذیری ماده عایقی بین سیم پیچ اولیه و هسته مغناطیسی باشدو اندوکتانس نشتی از این رو، نخست ناشی از شار نشتی سیم پیچ اولیه و از شار نشتی دورهای پایانی سیم پیچ ثانویه میباشد.
وزن هسته STT، مهمترین پارامتر طراحی است. از آنجایی که حجم یک جسم لولهای به صورت خطی با طول آن تغییر میکند، ولی تغییر آن با مربع شعاع خطی نیست، در صورتی که به ازای یک حجم داده شده، طول مربوطه خیلی بیشتر از شعاع آن شود، میتوان به وزن کمتری دست یافت. به همین دلیل، فاصله میان کابل و شعاع داخلی هسته بایستی کمینه بوده تا فضای کافی برای محدودیتهای مکانیکی و همیدگی کابل تحت شرایط برآمدگی ولتاژ، فراهم شود. وزن سیم پیچ ثانویه، با بیشتر شدن طول هسته، افزایش مییابد. اگرچه، این افزایش تاثیر زیادی بر روی وزن کلی ماژول نمیگذارد.
عبور جریان از کابل برق، تولید خطوط شاری میکند که مماس بر مسیرهای دایرهای اطراف کابل میباشد. در صورتی که فرض کنیم نفوذ پذیری فولاد سیلیکونی بسیار بیشتر از هوا باشد، بیشتر خطوط شار را میتوان متمرکز در هسته فرض کرد. تمرکز خطوط شارژ در هسته مغناطیسی تمایل به افزایش اندوکتانس خودی خط قدرت دارد که این به نوبه خود منجر به اثر افزایش اندوکتانس کل خط میشود. اندوکتانس خودی خط قدرت با دارای هسته مغناطیسی در اطراف آن را میتوان به صورت معکوس رلوکتانس کلی که با خطوط شار مغناطیسی روبرو میشود، محاسبه کرد. رلوکتانس مسیر مغاطیسی با ضخامت که در فاصله r. از خط قدرت قرار دارد، توسط رابطه (۲) محاسبه میشود. رلوکتانس کل توسط ترکیب موازی رلوکتانسهای با ضخامت افزایشی بدست میآید؛ که μ. نفود پذیری هسته مغناطیسی بوده، و l. طول هسته میباشد.
برای کاربرد بخصوص ترانسفورماتورهای کوآکسیالی که در اینجا در نظر گرفته شده است، مسیر مغناطیسی هسته همیشه دارای یک فاصله هوایی در نتیجه هستههای تفکیک شدنی مورد نیاز برای کلمپ کردن، میباشد. این فاصله هوایی مطلوب بوده و میتوان به منظور بدست آوردن مقدار نهایی اندوکتانس آن را تنظیم نمود. هندسههای مختلفی از هسته به عنوان روند طراحی مرتبه-اول، در برنامه MATLAB با استفاده از رابطه (۲) با نفوذ پذیری نسبی ثابت فولاد سیلیکونی برابر با ۵۰۰۰، شبیه سازی شده است. جدول ۲ هندسه و تاثیر آن بر روی وزن سیستم را نشان میدهد. هندسه منتخب هسته در جدول مشخص شده است که دارای اندوکتانس مغناطیس کنندگی ۴۶٫۷ μH اندوکتانس مغناطیس کنندگی با وزن ۸۶٫۶ lb میباشد. مبنای انتخاب این هندسه خاص، حفظ وزن فولاد سیلیکونی در زیر ۹۰ پوند (۴۱ کیلوگرم) به منظور دستیابی به وزن هدف ۱۲۰ lb (۵۴.۵ kg) برای کل واحد، بوده است.

شکل ۶٫ اندوکتانس مغناطیس کنندگی به صورت تابعی از جریان خط.
STT احتمالا مهمترین مسایل طراحی را در سیستمهای D-FACTS سری از خود بروز میدهد. در یک خط انتقال و توزیع در حال بهره برداری تحت ولتاژ ۱۳۸ kV، پارامترهای خط در جدول ۱ نشان داده شده است.
پارامتر بحرانی برای محقق ساختن یک ماژول DSR، وزن آن میباشد. طبق بحثهای دقیق با مهندسان صنایع همگانی، ماژول با وزن ۵۰ تا ۶۵ کیلوگرم، به نظر قابل قبول میباشد. یک سیستم واقعی دارای ماژولهایی بوده که قدرت نامی هر کدام ۱۰ kVA، تزریق برای مثال ۱۴ V. با جریان ۷۵۰ A. بوده که مرتبط با ۵۰ μH به ازای هر ماژول میباشد. یک ماژول DSR در هر فاز به ازای هر مایل میتواند امپدانس خط را تقریبا ۲% تغییر دهد. تعدادی از این ماژولهای استاندارد را میتوان به منظور محقق ساختن تغییر مورد نیاز در امپدانس خط، بر روی خطوط برق نصب کرد.
عملکرد ترانسفورماتور را میتوان تحت دو شرایط عملیاتی مختلف دسته بندی کرد: حالت بای پس و حالت تزریق. در حالت بای پس، خروجی ترنسفورماتور توسط یک رله الکترو-مکانیکی اتصال کوتاه میشود تا MMF خط از بین رفته و اندوکتانس نشتی STT را به خط تزریق کند. اندوکتانس نشتی بسیار کوچک (تقریبا ۱-۲ میکرئ هانری یا ۲ تا ۴ درصد اندوکتانس مغناطیس کنندگی) بوده و عملا تاثیری بر روی عبور جریان نمیگذارد. در حالت تزریق، رله الترومکانیکی باز شده و اندوکتانس مغناطیس کنندگی XM به خط تزریق میشود.
هسته ترانسفورماتور، تشکیل شده از دو بخشی است که میتوان به صورت فیزیکی به دور یک خط انتقال، کلمپ کرده و یک مدار مغناطیسی کامل به صورت شکل ۵ تشکیل داد. خط قدرت خود به صورت یکی از سیم پیچیهای ترانسفورماتور عمل میکند. سیم پیچی بیرونی بر روی یک هسته لوله مانند با چندین دور پیچیده میشود تا آمپرهای خط عملیاتی را به سطح پایینتر قابل تحمل برای سوییچهای تحت حالت بای پس، تبدیل کند.

تمام شار تولید شده توسط سیم پیچ ثانویه، سیم پیچ اولیه را به طور کامل لینک میکند. این ادعا زمانی درست است که نفوذ پذیری ماده مغناطیسی بسیار بیشتر از نفوذ پذیری ماده عایقی بین سیم پیچ اولیه و هسته مغناطیسی باشدو اندوکتانس نشتی از این رو، نخست ناشی از شار نشتی سیم پیچ اولیه و از شار نشتی دورهای پایانی سیم پیچ ثانویه میباشد.
وزن هسته STT، مهمترین پارامتر طراحی است. از آنجایی که حجم یک جسم لولهای به صورت خطی با طول آن تغییر میکند، ولی تغییر آن با مربع شعاع خطی نیست، در صورتی که به ازای یک حجم داده شده، طول مربوطه خیلی بیشتر از شعاع آن شود، میتوان به وزن کمتری دست یافت. به همین دلیل، فاصله میان کابل و شعاع داخلی هسته بایستی کمینه بوده تا فضای کافی برای محدودیتهای مکانیکی و همیدگی کابل تحت شرایط برآمدگی ولتاژ، فراهم شود. وزن سیم پیچ ثانویه، با بیشتر شدن طول هسته، افزایش مییابد. اگرچه، این افزایش تاثیر زیادی بر روی وزن کلی ماژول نمیگذارد.
عبور جریان از کابل برق، تولید خطوط شاری میکند که مماس بر مسیرهای دایرهای اطراف کابل میباشد. در صورتی که فرض کنیم نفوذ پذیری فولاد سیلیکونی بسیار بیشتر از هوا باشد، بیشتر خطوط شار را میتوان متمرکز در هسته فرض کرد. تمرکز خطوط شارژ در هسته مغناطیسی تمایل به افزایش اندوکتانس خودی خط قدرت دارد که این به نوبه خود منجر به اثر افزایش اندوکتانس کل خط میشود. اندوکتانس خودی خط قدرت با دارای هسته مغناطیسی در اطراف آن را میتوان به صورت معکوس رلوکتانس کلی که با خطوط شار مغناطیسی روبرو میشود، محاسبه کرد. رلوکتانس مسیر مغاطیسی با ضخامت که در فاصله r. از خط قدرت قرار دارد، توسط رابطه (۲) محاسبه میشود. رلوکتانس کل توسط ترکیب موازی رلوکتانسهای با ضخامت افزایشی بدست میآید؛ که μ. نفود پذیری هسته مغناطیسی بوده، و l. طول هسته میباشد.
برای کاربرد بخصوص ترانسفورماتورهای کوآکسیالی که در اینجا در نظر گرفته شده است، مسیر مغناطیسی هسته همیشه دارای یک فاصله هوایی در نتیجه هستههای تفکیک شدنی مورد نیاز برای کلمپ کردن، میباشد. این فاصله هوایی مطلوب بوده و میتوان به منظور بدست آوردن مقدار نهایی اندوکتانس آن را تنظیم نمود. هندسههای مختلفی از هسته به عنوان روند طراحی مرتبه-اول، در برنامه MATLAB با استفاده از رابطه (۲) با نفوذ پذیری نسبی ثابت فولاد سیلیکونی برابر با ۵۰۰۰، شبیه سازی شده است. جدول ۲ هندسه و تاثیر آن بر روی وزن سیستم را نشان میدهد. هندسه منتخب هسته در جدول مشخص شده است که دارای اندوکتانس مغناطیس کنندگی ۴۶٫۷ μH اندوکتانس مغناطیس کنندگی با وزن ۸۶٫۶ lb میباشد. مبنای انتخاب این هندسه خاص، حفظ وزن فولاد سیلیکونی در زیر ۹۰ پوند (۴۱ کیلوگرم) به منظور دستیابی به وزن هدف ۱۲۰ lb (۵۴.۵ kg) برای کل واحد، بوده است.

شکل ۶٫ اندوکتانس مغناطیس کنندگی به صورت تابعی از جریان خط.

جدول ۳٫ پیکربندی هسته
سپس هندسه منتخب هسته در بسته عنصر محدود MAXWELL به منظور معتبر سازی طراحی، شبیه سازی شده است. دوباره، نفوذ پذیری ثابت ۵۰۰۰ برای فولاد سیلیکونی فرض شده است. با داشتن این، اندوکتانس مغناطیس کنندگی هسته برابر با ۴۸٫۵ μH در ۷۵۰ آمپر بدست آمده است. در پایان، منحنی B-H غیر-خطی واقعی مربوط به فولاد سیلیکونی grain-oriented که بصورت تجاری موجود است، برای لحاظ کردن اثر اشباع در جریانهای بالا، مورد استفاده قرار گرفته است. اندوکتانس مغناطیس کنندگی ترانسفورماتور در جریان پیک ۷۵۰ A، معادل ۴۷٫۱۵ μH بدست امده است. چگالی شار پیک ۱٫۵۵ T. نیز در محیط داخلی مشاهده شده است (شکل ۶). طراحی فیزیکی هسته در جدول ۳ آورده شده است.
طراحی سیم پیچ ثانویه، نخست تحت تاثیر ولتاژ مدار بازی که سوییچها میتوانند تحمل کنند، و نیز سطح قابل تحمل جریان تحت شرایط نرمال و خطا، قرار دارد. رله الکترومکانیکی، مهمترین مولفه میباشد؛ زیرا قدرت نامی الکتریکی رله وابستگی مستقیم به اندازه و وزن آن دارد. رلههای قابل رقابت با در نظر گرفتن اندازه و وزن، میتوانند ولتاژ حالت-OFF برابر با ۴۸۰ V. و جریان پیوسته ۳۰ A. را تحمل کند. تحت شرایط عملیاتی ۷۵۰ A، مقدار ۴۷٫۶ μH اندوکتانس اولیه، به صورت ۱۳٫۵ V. بر روی اولیه ظاهر میشود. این مقدار نشان دهنده نسبت دور ۲۵:۱ برای ترانسفورماتور، به منظور رساندن ولتاژ مدار باز به ۳۳۶ V. در ثانویه _که به خوبی توسط قابلیت مسدود سازی رله کنترل میشود_ میباشد. جریان خط حالت ماندگار ۷۵۰ A. به ۳۰ A. کاهش داده میشود که باز هم قابل تحمل رله است. سیم پیچ بیرونی نیز نیاز به کنترل جریان خطای زمان-کوتاه تا حد اکثر ۳۰۰۰۰-۵۰۰۰۰ A. دارد. برای طول و ضخامت طراحی شده هسته، یک سیم مسی ۱۰ AWG انتخاب شده است. این سیم در صورتی که دارای فضای کافی برای داشتن ۲۵ دور در هسته باشد، میتواند ۹ دور در هر اینچ داشته باشد. همچنین، جریان نامی تحمل سه-سیکل برابر با ۲۴۵۷ A، امکان جریان خطای مدت-کوتاه ۵۰۰۰۰ A. بر روی ثانویه را فراهم میسازد. وزن مس در سیم پیچی ثانویه، ۱٫۳۹ kg میباشد که وزن کل ترانسفورماتور را تقریبا ۴۱٫۳۹ kg میسازد. وزن سوییچ ها، لوازم الکترونیک قدرت، مدارات کنترلی، کلمپهای مکانیکی و محفظه بیرونی، تقریبا دارای وزن کمتر از ۱۲ kg بوده که در نتیجه وزن کلی آن حدود ۵۴ kg میشود.
الف. مدل حرارتی برای تلفات
گرمای تولید شده در ترانسفورماتور و خود ماژول بایستی به گونه موثری به محیط منتقل شود تا عملکرد ایمن سیم پیچها و هسته مغناطیسی، تضمین شود. این کار باید بدون بکارگیری از پنکه یا هر وسیله متحرک دیگری انجام شود و وسیله بایستی قادر به تحمل شرایط بد آب و هوایی و دمایی باشد. سه منبع متفاوت تولید گرما در ترانسفورماتور وجود دارد: ۱) تلفات مسی در سیم پیچ داخلی که در حالت بای پس و نیز حالت تزریق، موجود است؛ ۲) تلفات آهنی در هسته که فقط در طی حالت تزریق رخ میدهد؛ و ۳) تلفات مسی در سیم پیچ بیرونی در طی حالت بای پس. شکل ۷ مدل حرارتی ترانسفورماتور را در حالت تزریق نرمال و بای پس، نشان میدهد. انتقال گرما اساسا از طریق هدایت سطح بیرونی هسته و نیز همرفتی از سطح بیرونی هسته به محیط، رخ میدهد. معادله (۳) مقاومتهای حرارتی مختلف را تعریف میکند.


مدل حرارتی ترانسفورماتور.

جدول ۴٫ تلفات توان دروت ترانسفورماتور
الف. در فولاد سیلیکونی grain-oriented، تلفات هسته در ۱٫۶ T. حدود ۳٫۵ W/kg میباشد.

شکل ۸٫ نمای جلویی ترانسفورماتور در حال نمایش دندانههای آلومینیومی؛ که و شعاع داخلی و بیرونی هسته بوده، شعاع کابل بوده، و هادیهای حرارتی مواد عایقی و هسته بوده، h. هدایت حرارتی هوا بوده، Lc طول هسته بوده، و A. مساحت سطح بیرونی هسته میباشد.
در جدول ۴ خلاصهای از مقادیر نامی تلفات توان در ترانسفورماتور آورده شده است. با معادلات آورده شده در بالا، احتلاف دمای ۴ درجه سانتیگراد بین سطح بیرونی هسته و کابل وجود دارد. با فرض اینکه کابل در دمای ۸۰ درجه سیلیسیوس کار میکند، دمای سطح بیرونی هسته برابر با ۷۶ درجه سیلیسیوس میباشد. انتقال گرما از طریق همرفتی، تا حد زیادی وابسته به هندسه و مساحت سطح بدنه میباشد. از این رو برای افزایش انتقال گرما به محیط، سطح هسته با سطح آلومینیومی برجسته نشان داده شده در شکل ۸ پوشیده شده است. اگرچه، بایستی اطمینان حاصل شود که سطح برجسته موجب فعالیت کورونای اضافی نشود که منجر به آسیب وسیله گردد.

شکل ۹٫ اندوکتانس مغناطیس کنندگی به صورت تابعی از جریان خط.

شکل ۱۰٫ عملکرد طی شرایط عملیاتی بای پس، تزریق نرمال، و خطا.

جدول ۴٫ تلفات توان دروت ترانسفورماتور
الف. در فولاد سیلیکونی grain-oriented، تلفات هسته در ۱٫۶ T. حدود ۳٫۵ W/kg میباشد.

شکل ۸٫ نمای جلویی ترانسفورماتور در حال نمایش دندانههای آلومینیومی؛ که و شعاع داخلی و بیرونی هسته بوده، شعاع کابل بوده، و هادیهای حرارتی مواد عایقی و هسته بوده، h. هدایت حرارتی هوا بوده، Lc طول هسته بوده، و A. مساحت سطح بیرونی هسته میباشد.
در جدول ۴ خلاصهای از مقادیر نامی تلفات توان در ترانسفورماتور آورده شده است. با معادلات آورده شده در بالا، احتلاف دمای ۴ درجه سانتیگراد بین سطح بیرونی هسته و کابل وجود دارد. با فرض اینکه کابل در دمای ۸۰ درجه سیلیسیوس کار میکند، دمای سطح بیرونی هسته برابر با ۷۶ درجه سیلیسیوس میباشد. انتقال گرما از طریق همرفتی، تا حد زیادی وابسته به هندسه و مساحت سطح بدنه میباشد. از این رو برای افزایش انتقال گرما به محیط، سطح هسته با سطح آلومینیومی برجسته نشان داده شده در شکل ۸ پوشیده شده است. اگرچه، بایستی اطمینان حاصل شود که سطح برجسته موجب فعالیت کورونای اضافی نشود که منجر به آسیب وسیله گردد.

شکل ۹٫ اندوکتانس مغناطیس کنندگی به صورت تابعی از جریان خط.

شکل ۱۰٫ عملکرد طی شرایط عملیاتی بای پس، تزریق نرمال، و خطا.
ب. عملکرد تحت حالتهای نرمال و خطا
جریانهای خطا میتوانند به ۵۰۰۰۰ A. برسند که میتواند منجر به ضربههای ولتاژ بزرگ در ثانویه ترانسفورماتور گردد. این ولتاژهای گذرا میتواند به سوییچها و مدارات کنترلی آسیب رساند؛ از این رو مطلوب است که در صورت آشکار سازی خطا، ماژول به حالت بای پس سوییچ شود. از یک سوییچ تریستوری برای بای پس کردن سریع ماژول تحت شرایط خطا استفاده میشود. اشباع ترانسفورماتور نیز یک لایه کوچک حفاظتی ایجاد میکند. با این که اشباع ترانسفورماتور در شرایط حالت مانا مطلوب نیست، این پدیده در محدود سازی ولتاژ القایی به ثانویه تحت جریانهای بالا، کمک میکند. شکل ۹ افت در اندوکتانس مغناطیس کنندگی را با افزایش جریان خط از شرایط عملیاتی نرمال به سطح خطای ۵۰۰۰۰ A. را نشان میدهد.
شکل ۱۰ نتایج شبیه سازی طی شرایط بای پس، تزریق نرمال و خطا را برای یک وسیله DSI نشان میدهد. STT با یک اندوکتانس مغناطیس کنندگی ۵۰ μH با نشتی کوچک ۱ میکروهانری، مدل شد. هنگامی که شرایط خطا تشخیص داده میشود، سیستم به طور خودکار به حالت بای پس میرود. اگرچه، حالت گذرای ولتاژ بزرگی در ثانویه STT در پی این تغییر حالت، رخ میدهد. به ازای یک جریان عملیاتی ۷۵۰ A. که همراه با جریان خطای ۵۰۰۰۰ A. (۷۵۰۰۰ پیک) در خط برق است، بدترین حالت ولتاژ گذرای پیک ۱٫۴ kV در ثانویه STT تولید میشود که این مقدار برای سوییچهای الکترونیک قدرتی موجود در بازار، قابل تحمل است. سرکوب کننده ولتاژ نیز به منظور محدود ساختن ولتاژ گذرای القا شده در ثانویه و نیز به منظور حفاظت سوییپهای نیمه هادی، ارایه میگردد.
همچنین از حفاظت ثانویه نیز به صورت یک وسیله شکستن بیش از اندازه استفاده میشود که بین محفظه بیرونی ترانسفورماتور و کابل برای ارایه مسیر جایگزین برای عبور جریان تحت شرایط خطا یا برخورد آذرخش، قرار میگیرد. طراحی دقیق و تحلیل حفاظت تجهیز، در آینده در مقالهای مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
جریانهای خطا میتوانند به ۵۰۰۰۰ A. برسند که میتواند منجر به ضربههای ولتاژ بزرگ در ثانویه ترانسفورماتور گردد. این ولتاژهای گذرا میتواند به سوییچها و مدارات کنترلی آسیب رساند؛ از این رو مطلوب است که در صورت آشکار سازی خطا، ماژول به حالت بای پس سوییچ شود. از یک سوییچ تریستوری برای بای پس کردن سریع ماژول تحت شرایط خطا استفاده میشود. اشباع ترانسفورماتور نیز یک لایه کوچک حفاظتی ایجاد میکند. با این که اشباع ترانسفورماتور در شرایط حالت مانا مطلوب نیست، این پدیده در محدود سازی ولتاژ القایی به ثانویه تحت جریانهای بالا، کمک میکند. شکل ۹ افت در اندوکتانس مغناطیس کنندگی را با افزایش جریان خط از شرایط عملیاتی نرمال به سطح خطای ۵۰۰۰۰ A. را نشان میدهد.
شکل ۱۰ نتایج شبیه سازی طی شرایط بای پس، تزریق نرمال و خطا را برای یک وسیله DSI نشان میدهد. STT با یک اندوکتانس مغناطیس کنندگی ۵۰ μH با نشتی کوچک ۱ میکروهانری، مدل شد. هنگامی که شرایط خطا تشخیص داده میشود، سیستم به طور خودکار به حالت بای پس میرود. اگرچه، حالت گذرای ولتاژ بزرگی در ثانویه STT در پی این تغییر حالت، رخ میدهد. به ازای یک جریان عملیاتی ۷۵۰ A. که همراه با جریان خطای ۵۰۰۰۰ A. (۷۵۰۰۰ پیک) در خط برق است، بدترین حالت ولتاژ گذرای پیک ۱٫۴ kV در ثانویه STT تولید میشود که این مقدار برای سوییچهای الکترونیک قدرتی موجود در بازار، قابل تحمل است. سرکوب کننده ولتاژ نیز به منظور محدود ساختن ولتاژ گذرای القا شده در ثانویه و نیز به منظور حفاظت سوییپهای نیمه هادی، ارایه میگردد.
همچنین از حفاظت ثانویه نیز به صورت یک وسیله شکستن بیش از اندازه استفاده میشود که بین محفظه بیرونی ترانسفورماتور و کابل برای ارایه مسیر جایگزین برای عبور جریان تحت شرایط خطا یا برخورد آذرخش، قرار میگیرد. طراحی دقیق و تحلیل حفاظت تجهیز، در آینده در مقالهای مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
مبدل fact، طراحی مبدل fact، طراحی برای مبدلهای fact، ملاحظات طراحی برای مبدلهای fact، facts، طراحی مبدل fact با اتصال سری، ملاحظات طراحی مبدل fact با اتصال سری، برای طراحی مبدل fact با اتصال سری چه ملاحظاتی درنظرگرفته میشود؟، مقاله طراحی مبدل fact با اتصال سری، شبکه انتقال، تاثیر ادوات فکت بر شبکه انتقال
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.